论文摘要
准周期光子晶体是介于周期性光子晶体和无序结构之间的一种结构,其晶格排列按照相应的准周期序列生成。本文主要研究了按照二维Thue-Morse序列排布的准周期光子晶体的光学特性。首先,采用电子束刻蚀技术在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底上制作高精度、大面积、纳米量级的二维Thue-Morse型准周期光子晶体。这种结构可以通过去除连续方形阵列中的某些格点获得,去除的规律遵循Thue-Morse序列的生成方式。利用扫描电子显微镜对样品形貌进行表征,样品的结构完全满足Thue-Morse序列的结构特征,表明电子束光刻技术可以用来制作二维准周期光子晶体结构。然后,对二维Thue-Morse型准周期光子晶体样品进行了远场衍射实验研究,其衍射现象显著,图案清晰。通过讨论入射光波长,入射角度,入射光和样品的间距,样品和观察屏的间距与衍射图案之间的关系,得出样品衍射图案的花样仅与其本身的结构特征有关。最后,根据光的衍射、干涉理论和傅里叶光学理论,对二维Thue-Morse型准周期光子晶体的远场衍射光强度的空间分布进行理论模拟和分析,模拟结果和实验结果一致,同时我们总结了傅里叶光学理论在研究准周期光子晶体中的使用方法。随着准周期光子晶体阶数的增加,结构的衍射图案呈现出连续的自相似性,说明二维Thue-Morse型结构具有分形缩放规律的自相似性,这种特点将会对准周期结构中的光子带隙的传输特性产生影响。二维Thue-Morse型准周期光子晶体的特性将会在衍射光子器件的设计中得到应用,为新型光子晶体带隙器件的设计与制作开辟新的途径。